запирающий механизм замка

Формула изобретения

1. Запирающий механизм замка, содержащий корпус с цилиндрической полостью, размещенный в полости корпуса поворотный сердечник, продольный запирающий элемент с планкой, установленный в сердечнике с возможностью радиального из него выдвижения для взаимодействия с продольным пазом со скошенной кромкой в полости корпуса и подпружиненный в направлении к последнему, пластинчатые сувальды, установленные в сердечнике с возможностью перемещения вдоль его оси и имеющие рабочие и ложные вырезы в продольных ребрах для взаимодействия с планкой запирающего элемента, средство для возврата сувальд в исходное положение и нажимной ключ с торцовыми кодовыми выступами на его стержне для взаимодействия с сувальдами, отличающийся тем, что стержень ключа имеет углубление для взаимодействия с подпружиненным стопорным штифтом, установленным в лицевой части сердечника с возможностью радиального перемещения для взаимодействия с запирающим элементом.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что стопорный штифт выполнен за одно целое с запирающим элементом.

3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что запирающий элемент и стопорный штифт подпружинены общей плоской пружиной, концы которой опираются соответственно на штифт и сердечник, а середина упирается в донную поверхность запирающего элемента, причем штифт имеет скос на лицевой стороне для взаимодействия с наибольшими из торцовых кодовых выступов ключа, ключ имеет скос на кромке углубления в его стержне, ближней к торцовым кодовым выступам, ход пружины равен толщине стержня ключа, а глубина углубления в стержне соответствует глубине продольного паза в полости корпуса.

4. Механизм по п.3, отличающийся тем, что стопорный штифт имеет ширину, соответствующую ширине стержня ключа.

5. Механизм по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что ложные вырезы на продольных ребрах сувальд выполнены в виде ряда впадин треугольной формы с шагом, равным минимальной разнице высот кодовых выступов ключа, при этом по меньшей мере на краях рабочей грани планки запирающего элемента выполнены ответные этим впадинам гребни.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к замочно-скобяным изделиям и может быть использовано в качестве механизмов секретности к дверным замкам различных помещений и транспортных средств, а также в качестве механизмов включения различных устройств ограниченного доступа, например кассовых аппаратов, компьютеров и т.п.

Известен запирающий механизм замка, содержащий корпус с цилиндрической полостью, размещенный в полости корпуса поворотный сердечник, продольный запирающий элемент, установленный в сердечнике с возможностью радиального из него выдвижения для взаимодействия с продольным пазом со скошенной кромкой в полости корпуса и подпружиненный в направлении к последнему, установленные в сердечнике пластинчатые сувальды, имеющие вырезы в продольных ребрах для взаимодействия с запирающим элементом, средство для возврата сувальд в исходное положение и ключ с кодовыми выступами на его стержне для взаимодействия с сувальдами.

Сувальды установлены в пазах сердечника с возможностью диаметрального перемещения, а кодовые выступы на стержне ключа расположены последовательно вдоль его оси и имеют наклонные относительно последней поверхности (патент Финляндии N 24304, кл. E 05 B 29/00, 1950).

Недостатком известного механизма является относительно невысокая его секретность, обусловленная незначительной возможной максимальной длиной перемещения сувальд в сердечнике в диаметральном направлении и небольшим количеством сувальд, размещенных в пазах сердечника вдоль его оси на расстоянии, не меньшем длины наибольшего скоса кодовых выступов на стержне ключа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является запирающий механизм замка, содержащий корпус с цилиндрической полостью, размещенный в полости корпуса поворотный сердечник, продольный запирающий элемент с планкой, установленный в сердечнике с возможностью радиального из него выдвижения для взаимодействия с продольным пазом со скошенной кромкой в полости корпуса и подпружиненный в направлении к последнему, пластинчатые сувальды, установленные в сердечнике с возможностью перемещения вдоль его оси и имеющие рабочие и ложные вырезы в продольных ребрах для взаимодействия с планкой запирающего элемента, средство для возврата сувальд в исходное положение и нажимной ключ с торцовыми кодовыми выступами на его стержне для взаимодействия с сувальдами (патент РФ N 1290772, кл. E 05 B 35/04, 1993).

Известный механизм имеет более высокую секретность в сравнении с указанным выше аналогом за счет увеличения максимальной длины перемещения сувальд вдоль оси сердечника, а также за счет увеличения числа сувальд вследствие их более плотного размещения благодаря отсутствию скосов (наклонных поверхностей) на торцовых кодовых выступах стержня ключа.

Недостатком известного запирающего механизма замка является относительно невысокая надежность запирания, что обусловлено возможностью извлечения стержня ключа из поворотного сердечника при любом положении последнего, в том числе при незакрытом состоянии замка, когда продольный запирающий элемент остается заглубленным в сердечник, а сувальды удерживаются за рабочие вырезы планкой запирающего элемента в положении, соответствующем конфигурации кодовых торцовых выступов ключа.

Недостаточно высокая надежность запирания обусловлена также относительно малой толщиной планки запирающего элемента, что приводит к уменьшению максимально допустимого крутящего момента, который может выдержать конструкция запирающего механизма при попытках взлома. Увеличение толщины планки запирающего элемента приводит к уменьшению возможного количества ложных вырезов на продольных ребрах сувальд, что также приводит к снижению надежности запирания, так как становится возможным несанкционированное открывание замка методом подбора положений сувальд по так называемым "щелчкам".

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении надежности запирания путем предотвращения возможности извлечения стержня ключа из сердечника при положении последнего, не соответствующем закрытому или фиксированному открытому состоянию замка, т.е. путем исключения возможности извлечения стержня ключа из сердечника при заглубленном в сердечник продольном запирающем элементе.

Дополнительно решается задача повышения надежности запирания путем исключения возможности открывания механизма ключом идентичной конфигурации, но с иной, большей длиной кодовых торцовых выступов на стержне ключа.

Дополнительно также задача повышения надежности запирания решается путем увеличения максимально допустимого крутящего момента, выдерживаемого конструкцией механизма при попытках взлома, при одновременном увеличении до максимума числа ложных прощелкиваний при попытках несанкционированного открывания методом подбора.

Кроме того, попутно решается задача повышения надежности запирания механизма путем защиты его от попадания пыли и влаги.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в запирающем механизме замка, содержащем корпус с цилиндрической полостью, размещенный в полости корпуса поворотный сердечник, продольный запирающий элемент с планкой, установленный в сердечнике с возможностью радиального выдвижения из него для взаимодействия с продольным пазом со скошенной кромкой в полости корпуса и подпружиненный в направлении к последнему, пластинчатые сувальды, установленные в сердечнике с возможностью перемещения вдоль его оси и имеющие рабочие и ложные вырезы в продольных ребрах для взаимодействия с планкой запирающего элемента, средство для возврата сувальд в исходное положение и нажимной ключ с торцовыми кодовыми выступами на его стержне для взаимодействия с сувальдами, стержень ключа имеет углубление для взаимодействия с подпружиненным стопорным штифтом, установленным в лицевой части сердечника с возможностью радиального перемещения для взаимодействия с запирающим элементом.

В варианте стопорный штифт выполнен за одно целое с запирающим элементом.

В другом варианте запирающий элемент и стопорный штифт подпружинены общей плоской пружиной, концы которой опираются соответственно на штифт и сердечник, а середина упирается в донную поверхность запирающего элемента, причем штифт имеет скос на лицевой стороне для взаимодействия с наибольшими из торцовых кодовых выступов ключа, ключ имеет скос на кромке углубления в его стержне, ближней к торцовым кодовым выступам, ход пружины равен толщине стержня ключа, а глубина углубления в стержне соответствует глубине продольного паза в полости корпуса.

Еще в одном варианте выполнения стопорный штифт имеет ширину, соответствующую ширине стержня ключа.

Кроме того, ложные вырезы на продольных ребрах сувальд выполнены в виде ряда впадин треугольной формы с шагом, равным минимальной разнице высот кодовых выступов ключа, при этом по меньшей мере на краях рабочей грани планки запирающего элемента выполнены ответные этим впадинам гребни.

За счет выполнения углубления на стержне ключа для взаимодействия с подпружиненным стопорным штифтом, установленным в лицевой части сердечника с возможностью радиального перемещения, появляется возможность фиксации стержня ключа в сердечнике, а за счет взаимодействия штифта с запирающим элементом обеспечивается фиксация стержня ключа в сердечнике при заглубленном в сердечник запирающем элементе и возможность ввода и извлечения стержня ключа из сердечника только лишь при выдвинутом из сердечника в продольный паз корпуса запирающем элементе, т. е. только при фиксированных состояниях замка "полностью закрыто" или "полностью открыто", и таким образом повышается надежность запирания механизма замка.

За счет выполнения штифта за одно целое с запирающим элементом достигается возможность подпружинивания стопорного штифта той же самой пружиной, что и запирающий элемент при абсолютно надежной связи стопорного штифта с запирающим элементом, следовательно, и стержня ключа с запирающим элементом при наиболее простом конструктивном выполнении механизма, а именно с наименьшей номенклатурой деталей.

За счет подпружинивания запирающего элемента и стопорного штифта общей плоской пружиной, концы которой опираются соответственно на штифт и сердечник, а середина упирается в донную поверхность запирающего элемента, обеспечивается совмещение функций одной пружиной при разнонаправленном подпружинивании запирающего элемента и штифта, при этом работоспособность механизма обеспечивается выполнением скосов на лицевой поверхности штифта для взаимодействия с наибольшими из торцовых кодовых выступов ключа при введении стержня последнего в сердечник и на кромках углубления в его стержне, ближней к торцовым кодовым выступам, для взаимодействия с тыльной кромкой стопорного штифта при извлечении стержня ключа из сердечника, а также равенством хода пружины толщине стержня ключа и соответствием глубины углубления в стержне ключа глубине продольного паза в полости корпуса.

Выполнение ширины стопорного штифта, соответствующей ширине стержня ключа, позволяет стопорному штифту выполнять дополнительную функцию пылевлагозащитной шторки.

Выполнение ложных вырезов на продольных ребрах сувальд в виде ряда впадин треугольной формы с шагом, равным минимальной разнице высот кодовых выступов ключа, при выполнении по крайней мере на краях рабочей грани планки запирающего элемента ответных этим впадинам гребней обеспечивает возможность увеличения толщины планки запирающего элемента до значений, обеспечивающих максимальную прочность конструкции механизма при попытках взлома, а также одновременно дает возможность увеличения числа ложных прощелкиваний при попытках несанкционированного открывания путем подбора до максимального числа возможных дискретных перестановок сувальд, что значительно затрудняет подбор положений сувальд, соответствующих положениям открывания механизма, и при достаточно большом числе сувальд уменьшает вероятность подбора практически до нуля, т.е. повышает надежность запирания механизма.

На фиг. 1 чертежей дано аксонометрическое изображение механизма по п. 4 формулы изобретения, продольный разрез; на фиг. 2 - механизм по п. 2 формулы, фронтальный разрез; на фиг. 3 - то же, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - механизм по п. 4 формулы, фронтальный разрез; на фиг. 5 - то же, разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 3 при повернутом сердечнике; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 5 при повернутом сердечнике; на фиг. 8 - пример конструктивного выполнения узла крепления плоской пружины и планки к запирающему элементу; на фиг. 9 - пример выполнения ложных вырезов на сувальдах и ответных гребней на планке запирающего элемента.

Запирающий механизм замка содержит корпус 1 с цилиндрической полостью 2, размещенный в полости 2 корпуса 1 поворотный сердечник 3, продольный запирающий элемент 4 с планкой 5, установленный в сердечнике 3 с возможностью радиального из него выдвижения для взаимодействия с продольным пазом 6 со скошенной кромкой 7 в полости 2 корпуса 1 и подпружиненный в направлении к последнему пружиной 8, пластинчатые сувальды 9, установленные в сердечнике 3 с возможностью перемещения вдоль его оси и имеющие рабочие 10 и ложные 11 вырезы в продольных ребрах для взаимодействия с планкой 5 запирающего элемента 4, средство для возврата сувальд 9 в исходное положение, выполненное в виде общей пружины 12, и нажимной ключ 13 с торцовыми кодовыми выступами 14 на его стержне 15 для взаимодействия с сувальдами 9.

Стержень ключа имеет углубление 16 для взаимодействия с подпружиненным стопорным штифтом 17, установленным в лицевой части сердечника 3 с возможностью радиального перемещения для взаимодействия с запирающим элементом 4.

В варианте выполнения (фиг. 2-3 и 6) стопорный штифт 17 выполнен за одно целое с запирающим элементом 4, при этом углубление 16 в стержне 15 ключа 13 может быть выполнено в виде сквозного отверстия.

В другом варианте выполнения (фиг. 1, 4-5 и 7) запирающий элемент 4 и стопорный штифт 17 подпружинены общей плоской пружиной 8, концы которой опираются соответственно на штифт 17 и сердечник 3, а середина упирается в донную поверхность запирающего элемента 4, при этом штифт имеет скос 18 на лицевой поверхности для взаимодействия с наибольшими из торцовых кодовых выступов 14 ключа 13 при введении последнего в сердечник 3, а ключ имеет скос 19 на кромке углубления 16 в его стержне 15, ближней к кодовым выступам 14, для взаимодействия с тыльной кромкой 20 стопорного штифта 17 при извлечении стержня 15 ключа 13 из сердечника 3. Ход пружины 8 равен толщине стержня 15 ключа, а глубина углубления 16 соответствует глубине продольного паза 6 в полости 2 корпуса 1.

В варианте выполнения (фиг. 1, 4-5 и 7) стопорный штифт 17 имеет ширину, соответствующую ширине стержня 15 ключа 13 (т.е. равен или превышает ее), обеспечивая выполнение стопорным штифтом 17 совмещения функций, а именно дополнительное выполнение им функции пылевлагозащитной шторки (широко известной в данной области техники - см., например, патент США N 3777522, н. кл. 70/455, 1973).

Вариант конструктивного выполнения узла крепления плоской пружины 8 и планки 5 к запирающему элементу 4 (фиг. 8) предусматривает выполнение планки 5 сборной в виде П-образно изогнутой пластины 21 с центральным прямоугольным вырезом, между концами которой неподвижно укреплена прокладка 22, образуя с центральными участками изогнутой пластины 21 петли 23, посредством которых планка 5 крепится шарнирно к продольному запирающему элементу 4 с помощью пальца 24, при этом плоская пружина 8 оказывается плотно прижатой планкой 5 к запирающему элементу 4 в своей центральной части.

Ложные вырезы 11 в продольных ребрах пластинчатых сувальд 9 выполнены в виде ряда впадин треугольной формы с шагом t, равным минимальной разнице высот (длин) кодовых выступов 14 ключа 13 (фиг. 9), при этом по крайней мере на краях рабочей грани 25 (в частном случае, при выполнении узла крепления планки 5 с пружиной 8 к запирающему элементу 4, как описано выше, на краях П-образно изогнутой пластины 21) планки 5 выполнены ответные впадинам 11 гребни 26.

Обращаются с предлагаемым запирающим механизмом замка следующим образом.

При введении стержня 15 ключа 13 в сердечник 3 запирающего механизма замка, стопорный штифт 17 которого выполнен за одно целое с запирающим элементом 4, стопорный штифт 17, подпружиненный в направлении к корпусу 1 пружиной 8 запирающего элемента 4, заглублен в сердечник 3 и не препятствует перемещению стержня 15 в сердечнике 3. После заглубления сувальд 9 торцовыми кодовыми выступами 14 ключа 13 в положение, соответствующее положению открывания, все рабочие вырезы 10 сувальд 9 образуют канавку, расположенную строго напротив планки 5 запирающего элемента 4. При повороте сердечника 3 стержнем 15 ключа 13 скошенная кромка 7 продольного паза 6 вдвигает запирающий элемент 4 в сердечник 3, при этом планка 5 заглубляется в рабочие вырезы 10 сувальд 9, а стопорный штифт 17 заглубляется в углубление 16 в стержне 15 ключа 13, фиксируя последний в этом положении относительно сердечника 3.

При попытке открыть замок ключом, конфигурация кодовых выступов которого идентична конфигурации штатного ключа, но отличается по длине, либо углубление 16 в стержне 15 ключа оказывается смещенным относительно стопорного штифта 17, либо рабочие вырезы 10 сувальд 9 оказываются смещенными относительно планки 5 запирающего элемента 4, в результате чего запирающий элемент 4 не может заглубляться в сердечник 3, и открывание замка становится невозможным.

При введении стержня 15 ключа 13 в сердечник 3 запирающего механизма замка, стопорный штифт 17 и запирающий элемент 4 которого подпружинены общей плоской пружиной 8 в противоположных направлениях, наиболее длинные торцовые кодовые выступы 14 на стержне 15 ключа 13 взаимодействуют со скосом 18 на лицевой поверхности стопорного штифта 17, перемещая его в радиальном направлении к запирающему элементу 4 на величину хода пружины 8 и позволяя ввести весь стержень 15 ключа 13 в сердечник 3 на штатную глубину. При этом под действием пружины 8 стопорный штифт 17 входит в углубление 16 стрежня 15 ключа на всю глубину, образуя зазор между плоскостью переднего конца пружины 8 и донной поверхностью запирающего элемента 4, соответствующий глубине продольного паза 6 в полости 2 корпуса 1. При повороте сердечника 3 стержнем 15 ключа скошенная кромка 7 продольного паза 6 вдвигает запирающий элемент 4 в сердечник 3, планка 5 запирающего элемента 4 заглубляется в канавку, образованную рабочими вырезами 10 в продольных ребрах сувальд 9, перемещенных торцовыми кодовыми выступами 14 ключа 13, и указанный зазор между плоскостью переднего конца пружины 8 и донной поверхностью запирающего элемента 4 полностью выбирается, в результате чего осевое перемещение стержня 15 ключа 13 в сердечнике становится невозможным.

При повороте сердечника 3 до положения, соответствующего полностью закрытому или полностью открытому состоянию замка, запирающий элемент 4 под действием пружины 8 выдвигается в радиальном направлении в продольный паз 6 корпуса 1, увлекая за собой планку 5 и освобождая тем самым сувальды 9, которые под действием общей пружины 12 перемещаются вдоль оси сердечника 3 в направлении к его лицевой поверхности, возвращаясь в исходное положение и выталкивая стержень 15 ключа 13 из сердечника 3. При этом происходит сначала выдвижение стопорного штифта 17 из углубления 16 в стержне 15 скосом 19, взаимодействующим с тыльной кромкой 20 стопорного штифта и последующее перемещение стопорного штифта 17 в обратном направлении под действием плоской пружины 8 при полном извлечении всех кодовых выступов 14 ключа 13 из сердечника 3.

При выполнении ширины стопорного штифта 17 соответствующей (т.е. равной или большей) ширине стержня 15 ключа 13, стопорный штифт полностью закрывает внутреннюю полость сердечника 3, препятствуя попаданию туда пыли и влаги.

При попытках несанкционированного открывания запирающего механизма замка методом подбора положений сувальд 9 и пробных поворотов сердечника 3 гребни 26 на краях рабочей грани 25 планки 5 запирающего элемента 4 входят во впадины 11 треугольной формы, фиксируя каждую из набранных комбинаций и препятствуя таким образом одновременному выполнению указанных выше действий. В результате, на проверку каждой комбинации дискретного положения сувальд требуется по меньшей мере одна секунда. При максимальной длине (высоте) кодовых выступов 14 ключа, равной 10 мм, и минимальной разности длин кодовых выступов 14, равной 0,5 мм, общее число комбинаций положений восьми сувальд составляет 20⁸ = 2,5610¹⁰. При этом время, необходимое для проверки всех комбинаций, составляет 811 лет непрерывной работы, а максимальная вероятность открывания замка методом подбора при нормальном распределении вероятностей будет достигнута примерно через 400 лет. Т.е. вероятность несанкционированного открывания запирающего механизма замка методом подбора практически равна нулю.

При попытках взлома запирающего механизма путем поворота сердечника усиленная конструкция планки 5 запирающего элемента 4 обеспечивает восприятие и передачу на корпус механизма максимальных выдерживаемых им нагрузок.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает повышение надежности запирания механизма.